Στις νυχτερίδες η εξέλιξη προσέφερε πολλά ιδιαίτερα χαρακτηριστικά, μετατρέποντάς τις σε… πολύ σκληρές για να πεθάνουν από πλήθος νόσων όπως η COVID-19 και ο καρκίνος. Είναι τα μόνα θηλαστικά που μπορούν να πετάξουν ενώ ζουν πολύ περισσότερο από τα υπόλοιπα ζώα με αντίστοιχο μέγεθος – το μέσο προσδόκιμο ζωής τους είναι τα πέντε έτη αλλά μπορεί σε κάποιες εξαιρετικές περιπτώσεις να φθάσει και τα 30 έτη.
Ωστόσο το πιο εντυπωσιακό χαρακτηριστικό τους είναι μάλλον το «χαλκέντερο» ανοσοποιητικό τους σύστημα το οποίο τις προστατεύει από ιούς που μπορούν να στοιχίσουν πολλές ανθρώπινες ζωές όπως ο πανδημικός κορωνοϊός SARS-CoV-2 ή ο Εμπολα. Επιπλέον οι νυχτερίδες συνήθως έχουν «ανοσία» και στον καρκίνο. Ποιο είναι λοιπόν το μυστικό τους;
«Η έρευνά μας φωτίζει το πώς η ανοσία και η απόκριση στον καρκίνο συνδέονται στενά μεταξύ τους»
Σύμφωνα με ερευνητές του Εργαστηρίου Cold Spring Harbor (CSHL) η λύση του γρίφου βρίσκεται στα νυχτεριδο-γονίδια. Οι καθηγητές του CSHL Ρίτσαρντ ΜακΚόμπι και Ανταμ Σίπελ ανέλυσαν με τη βοήθεια του μεταδιδακτορικού ερευνητή Αρμιν Σέμπελ δείγματα τα οποία είχαν συλλέξει στην Μπελίζ σε συνεργασία με τη Νάνσι Σίμονς του Αμερικανικού Μουσείου Φυσικής Ιστορίας. Συγκεκριμένα αλληλούχησαν το γονιδίωμα της νυχτερίδας των φρούτων της Τζαμάικας (Artibeus jamaicensis) και της μυστακοφόρου νυχτερίδας της Κεντρικής Αμερικής (Pteronotus mesoamericanus), όπως ανέφεραν σε δημοσίευσή τους στο επιστημονικό περιοδικό «Genome Biology and Evolution».
Ανοσοποιητικό σύστημα «εξοπλισμένο» ενάντια σε λοιμώξεις και καρκίνο
Οταν οι επιστήμονες συνέκριναν τις αλληλουχίες αυτές με εκείνες του γονιδιώματος άλλων θηλαστικών, ανακάλυψαν ότι η εξέλιξη «εξόπλισε» το γονιδίωμα των νυχτερίδων με τρόπο ώστε να μπορεί να αμύνεται ενάντια στις λοιμώξεις και στον καρκίνο. Οπως εξήγησε ο καθηγητής ΜακΚόμπι «δεν γνωρίζαμε ότι τα γονίδια του ανοσοποιητικού συστήματος ήταν τόσο καλά επιλεγμένα στο γονιδίωμα των νυχτερίδων. Σε ό,τι αφορά τις νυχτερίδες συμβαίνουν πολλά ασυνήθιστα πράγματα. Δεν αποκρίνονται στις λοιμώξεις όπως εμείς. Τελικώς δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι αυτή η διαφορά στο ανοσοποιητικό σύστημα των νυχτερίδων εμπλέκεται τόσο στη γήρανση όσο και στην απόκριση στον καρκίνο».
Οι ερευνητές του CSHL έκαναν τις πρώτες ολοκληρωμένες αλληλουχήσεις του γονιδιώματος της φρουτοφάγου νυχτερίδας του είδους Artibeus jamaicensis (που παρουσιάζεται στη φωτογραφία) καθώς και του είδους Pteronotus mesoamericanus.(McCombie and Siepel labs/Cold Spring Harbor Laboratory)
Η συγκριτική ανάλυση
Τα δύο είδη νυχτερίδων που μελέτησαν οι ερευνητές του CSHL ανήκουν στην πιο ποικιλόμορφη οικολογικώς υπερ-οικογένεια θηλαστικών. Οι επιστήμονες δημιούργησαν το πλήρες γονιδίωμα και των δύο ειδών με χρήση μιας πρωτοποριακής τεχνολογίας αλληλούχησης. Στη συνέχεια συνέκριναν τις αλληλουχίες αυτές με 15 άλλες αλληλουχήσεις γονιδιωμάτων που ανήκαν σε άλλα είδη νυχτερίδων και άλλων θηλαστικών, συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπου. Η σύγκριση αυτή αποκάλυψε μια άγνωστη ως σήμερα διαφορά στα επίπεδα δύο γονιδίων που κωδικοποιούν πρωτεΐνες οι οποίες συνδέονται με τη φλεγμονή και ονομάζονται ιντερφερόνη-α και -ω.
Μείωση του «ανοσο-συναγερμού»
«Οι νυχτερίδες ‘κατεβάζουν’ τον ‘συναγερμό’ του ανοσοποιητικού συστήματος μειώνοντας τη δράση γονιδίων που παράγουν την ιντερφερόνη-α. Αυτό πιθανώς τους χαρίζει μεγάλη ανθεκτικότητα στους ιούς καθώς αποτρέπεται η υπερενεργοποίηση του ανοσοποιητικού συστήματος η οποία μπορεί να οδηγήσει σε βλάβες και των υγιών ιστών – αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους οι λοιμώξεις είναι κάποιες φορές τόσο επιβλαβείς για τους ανθρώπους» σημείωσε ο δρ Σέμπελ.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν επίσης ότι σε σύγκριση με άλλα θηλαστικά, το γονιδίωμα των νυχτερίδων περιέχει περισσότερες αλλαγές σε γονίδια που συνδέονται με τον καρκίνο, συμπεριλαμβανομένων έξι που επιδιορθώνουν το DNA και 46 που καταστέλλουν τους όγκους.
Στενή σύνδεση ανοσίας και καρκίνου
«Η έρευνά μας φωτίζει το πώς η ανοσία και η απόκριση στον καρκίνο συνδέονται στενά μεταξύ τους» είπε ο δρ Σέμπεν και προσέθεσε: «Τα ίδια γονίδια και πρωτεΐνες του ανοσοποιητικού συστήματος παίζουν σημαντικό ρόλο και στην αντίσταση στον καρκίνο».
Η ερευνητική ομάδα εξερευνά τώρα το πώς ρυθμίζονται τα γονίδια του ανοσοποιητικού συστήματος και πώς εκφράζονται σε διαφορετικά σημεία του σώματος. Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι τα ευρήματά τους θα παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες για τη σύνδεση ανοσίας, γήρανσης και καρκίνου οδηγώντας τελικώς και σε καλύτερες θεραπείες για τους ανθρώπους.
Προς νέες θεραπείες για τους ανθρώπους
«Υπάρχουν ακόμη πολλά άγνωστα στοιχεία» υπογράμμισε ο καθηγητής Σίπελ και κατέληξε λέγοντας ότι «στόχος μας είναι να προχωρήσουμε αυτή την έρευνα όσο περισσότερο μπορούμε και στη συνέχεια να δώσουμε τη σκυτάλη στους ειδικούς που ασχολούνται με τις ανθρώπινες νόσους ώστε να εργαστούν προς την κατεύθυνση της ανάπτυξης νέων φαρμάκων ή άλλων θεραπευτικών προσεγγίσεων».
